DE60203983T2 - Digital transmission system with a receiver with parallel decoders - Google Patents
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Description
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND THE INVENTION
Gebiet der ErfindungField of the invention
Diese Anmeldung basiert auf den Patentanmeldungen Nr. 2001-371150 und 2002-186634, eingereicht in Japan.These Application is based on patent applications Nos. 2001-371150 and 2002-186634, filed in Japan.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein digitales Übertragungssystem, das die Übertragung von digitalen Signalen (elektrischen Signalen, Lichtsignalen und dergleichen) durchführt. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein digitales Übertragungssystem, das Qualitätsübertragungen möglich macht, ohne die Übertragungsbitrate zu erhöhen.The The present invention relates to a digital transmission system that controls the transmission of digital signals (electrical signals, light signals and the like). In particular, the present invention relates to a digital transmission system, the quality transmissions possible makes without the transmission bit rate to increase.
Beschreibung des Standes der Technikdescription of the prior art
Bei einem Übertragungssystem, das Lichtwellenleiter verwendet, kann man unter Verwendung einer Einzelwellenlänge eine Übertragungsleistung von 40 Gbit/s (Gigabit pro Sekunde) erreichen. Das bei dieser Art von Übertragungssystem gewöhnlich verwendete Übertragungsschema (insbesondere für Modulation und Demodulation) ist das einfachste Schema und ist als IM-DD (Intensitätsmodulation – Direktdetektion) bekannt. Bei diesem Schema führt ein Sender Ein/Aus-Modulation der Lichtstärke in Übereinstimmung. mit Signalen digital 0 und 1 durch. Ein Empfänger wandelt die Lichtstärke durch direkte fotoelektrische Umwandlung in elektrische Amplitudensignale um und reproduziert die Signale, indem unter Verwendung einer Entscheidungsschaltung auf Basis eines vorbestimmten Schwellenwerts ermittelt wird, ob ein Signal 0 oder 1 ist. Der in der Entscheidungsschaltung eingestellte Schwellenwert ist normalerweise fest, wenn die Entscheidungsschaltung arbeitet, und es gibt zwei Verfahren, diesen Schwellenwert zu bestimmen. Ein Verfahren umfasst Optimierung, während die Entscheidungsschaltung nicht mit dem Lichtwellenleiter-Übertragungsweg verbunden ist (so genannte Rücken-an-Rücken-Konfiguration), während das andere Verfahren Optimierung umfasst, während die Entscheidungsschaltung mit dem Lichtwellenleiter-Übertragungsweg verbunden ist. Bei kommerziellen Systemen und dergleichen wird das erstere Verfahren verwendet, wegen seines breiten Anwendungsbereichs.at a transmission system, the optical fiber used, one can by using a Single wavelength a transmission power of Reach 40 Gbit / s (gigabit per second). That with this kind of transmission system commonly used transmission scheme (especially for modulation and demodulation) is the simplest scheme and is called IM-DD (Intensity Modulation - Direct Detection) known. This scheme introduces Transmitter On / Off modulation of the light intensity in accordance. with signals digital 0 and 1 through. A receiver converts the light intensity by direct photoelectric conversion into electrical amplitude signals and reproduce the signals by using a decision circuit is determined on the basis of a predetermined threshold, whether a signal is 0 or 1. The set in the decision circuit Threshold is usually fixed when the decision circuit is working, and there are two ways to determine this threshold. One Method includes optimization while the decision circuit not with the optical fiber transmission path connected (so-called back-to-back configuration), while the other method includes optimization while the decision circuit with the optical fiber transmission path connected is. In commercial systems and the like that will the former method used because of its wide scope.
In der Entscheidungsschaltung des Empfängers in einem Lichtübertragungssystem gibt es Falscherkennungen von 0 und 1, nämlich Bitfehler, aufgrund chromatischer Dispersion im Lichtwellenleiter und Lichtrauschen aus verstärkter spontaner Emission (ASE) in einem Lichtverstärker, der nicht nur auf dem Übertragungsweg, sondern auch im Sender oder Empfänger angesiedelt ist. Bei schnellen Übertragungen mit 40 Gbit/s sind diese Bitfehler ein Faktor, der die Übertragungsstrecke begrenzt, und daher sind entsprechende Gegenmaßnahmen erforderlich. Diese Gegenmaßnahmen können grob in zwei Arten kategorisiert werden. Die erste Art ist Vorwärtsfehlerkorrektur (FEC), und die zweite Art ist Entscheidungsrückführungsausgleich (DFE). Man beachte, dass bei der am weitesten verbreiteten Fehlerkorrekturtechnik (ITU-T Empfehlung G.975) der Schwellenwert der Entscheidungsschaltung fest ist.In the decision circuit of the receiver in a light transmission system there are false identifiers of 0 and 1, namely bit errors, due to chromatic Dispersion in the optical waveguide and light noise from amplified spontaneous Emission (ASE) in a light amplifier, not just on the transmission path, but also in the transmitter or receiver is settled. For fast transfers At 40 Gbps, these bit errors are a factor affecting the transmission link limited and therefore appropriate countermeasures are required. These countermeasures can roughly categorized into two types. The first type is forward error correction (FEC), and the second type is decision feedback compensation (DFE). you Note that the most common error correction technique (ITU-T Recommendation G.975) the threshold of the decision circuit is fixed.
Bei Durchführung von Fehlerkorrektur auf der Empfangsseite wird zuerst eine vorbestimmte Berechnungsverarbeitung an den Übertragungsinformationen auf der Sendeseite durchgeführt, und als Folge davon erhaltene redundante Bits werden angefügt und gesendet. Dementsprechend gibt es normalerweise eine Zunahme der Bitrate. Auf der Empfangsseite wird die vorbestimmte Berechnungsverarbeitung an den empfangenen Signalen erneut durchgeführt, und das Ergebnis dieser Berechnungsverarbeitung wird mit den empfangenen redundanten Bits verglichen, und durch Exklusiv-ODER wird eine Fehlerposition erkannt und eine Korrektur vorgenommen.at execution Of error correction on the receiving side, first, a predetermined calculation processing at the transmission information carried out on the sending side, and redundant bits obtained as a result are added and sent. Accordingly, there is usually an increase in bitrate. On the receiving side, the predetermined calculation processing performed again on the received signals, and the result of this Calculation processing is compared with the received redundant bits, and by exclusive-OR an error position is detected and a Correction made.
Im Gegensatz dazu wird das Entscheidungsrückführungsausgleicher-Verfahren als ein Verfahren für Umgang mit Bündelfehlern vorgeschlagen (F. Buchali et al., "Adaptive Decision Feedback Equalizer for 10 Gbit/s Dispersion Mitigation", ECOC '00, 5.2.5). Bei diesem Verfahren gibt es eine Struktur, bei der die Bitfehlerrate (BER) der entscheidungsreproduzierten Signale oder dergleichen gemessen wird, und der Schwellenwert der Entscheidungsschaltung wird variabel gesteuert, so dass diese Ausgangs-Bitfehlerrate auf dem Minimum ist. Es gibt auch eine andere Struktur, bei der die optimale Entscheidungsschaltung aus einer Mehrzahl von Entscheidungsschaltungen ausgewählt wird, in denen jeweils ein anderer Schwellenwert eingestellt ist. Dies ist auch in der EP-A-0912020 offenbart.in the In contrast, the decision feedback equalizer method as a method for Handling bundle errors Buchali et al., "Adaptive Decision Feedback Equalizer for 10 Gbit / s Dispersion Mitigation ", ECOC '00, 5.2.5) it is a structure where the bit error rate (BER) of the decision-reproduced Signals or the like is measured, and the threshold of the Decision circuit is variably controlled, so that this output bit error rate is on the minimum. There is also another structure in which the optimal decision circuit of a plurality of decision circuits selected is set, in each of which a different threshold is set. This is also in EP-A-0912020 disclosed.
Die oben beschriebenen Techniken haben jedoch die folgenden Nachteile.The However, the techniques described above have the following disadvantages.
FEC hat das Problem, dass die Bitrate der Übertragungssignale erhöht wird. Zum Beispiel bei Super-FEC, dass gegenwärtig bei U-Boot-Übertragungssystemen untersucht wird, werden 7% redundante Bits und 12% redundante Bits seriell verbunden, um eine Summe von 22% redundanten Bits zu erzeugen (O. A. Sab, "FEC Techniques in Submarine Transmission Systems", OFC '01, TuF-1). Bei schneller Übertragung wie z.B. 40 Gbit/s ist die Bitrate jedoch ungefähr 49 Gbit/s, und es wird eher möglich, dass der Geschwindigkeitsspielraum der elektronischen Schaltung nicht ausreicht. Weiterhin wird eine Verschachtelungsschaltung, die die Bitübertragungssequenz mischt, zwischen den zwei Codierschaltungen verwendet, so dass die Schaltungsgröße zunimmt. Und da irgendeine Iterationsdecodiertechnik verwendet wird, kann die Decodierverzögerung nicht ignoriert werden.FEC has the problem that the bitrate of the transmission signals is increased. For example, in Super-FEC currently under investigation in submarine transmission systems, 7% redundant bits and 12% redundant bits are serially connected to produce a sum of 22% redundant bits (OA Sab, "FEC Techniques in Submarine Transmission Systems ", OFC '01, TuF-1). However, with fast transmission such as 40 Gbit / s, the bit rate is about 49 Gbit / s, and it is more likely that the speed margin of the electronic circuit is insufficient. Furthermore, an interleaving circuit which mixes the bit transmission sequence is used between the two coding circuits so as to increase the circuit size takes. And since any iteration decoding technique is used, the decoding delay can not be ignored.
Auf diese Weise gibt es bei FEC ein Kompromissverhältnis zwischen der Bitrate des Übertragungssignals und dem Codiergewinn (der Vorwärtsfehlerkorrekturleistung), und man untersucht eine Weise, den maximalen Codiergewinn mit minimaler Zunahme der Bitrate zu erzielen. Außerdem ist FEC gegen Zufallsfehler wirksam, ist aber nicht besonders wirksam gegen Bündelfehler. Zum Beispiel wird bei den graduellen Änderungen, die bei Phasenphänomenen wie z.B. Polarisationsmodendispersion auftreten, angenommen, dass die Bits der Mehrheit der Codeworte fehlerhaft sind, jedoch ist in diesem Fall die Fehlerkorrekturleistung begrenzt (M. Tomizawa et al., "FEC Performance in PMD-Limited High-Speed Optical Transmission Systems", ECOC '00, 5.2.4).On in this way, FEC has a trade-off between the bit rate the transmission signal and the coding gain (the forward error correction power), and, one way is to investigate the maximum coding gain with minimal increase to achieve the bitrate. Furthermore FEC is effective against random error but is not particularly effective against bundle errors. For example, in the gradual changes that occur in phase phenomena such as. Polarization mode dispersion occur, assuming that the bits of the majority of the codewords are erroneous, however in this case the error correction power is limited (M. Tomizawa et al., "FEC Performance in PMD Limited High-Speed Optical Transmission Systems, ECOC '00, 5.2.4).
Im Gegensatz dazu ist der Nachteil bei Entscheidungsrückführungsausgleich (DFE), dass es eine lange Verarbeitungszeit gibt und es nicht möglich ist, schnelle Änderungen z.B. innerhalb einer Bitperiode zu verfolgen, da die Struktur eine Rückführungsregelschaltung verwendet. Um zum Beispiel die Bitfehlerrate eines von einer variablen Entscheidungsschaltung ausgegebenen Ergebnisses (oder ausgewählte Ausgabeergebnisse aus einer Mehrzahl von Entscheidungsschaltungen) zu messen und einen geeigneten Schwellenwert einzustellen (oder auszuwählen), bedarf es einer Steuerzeit entsprechend zwischen einigen Bits und einigen hundert Bits. Dementsprechend ist DFE gegen Phasierung wirksam, ist aber unwirksam gegen durch Rauschen oder dergleichen verursachte Zufallsfehler, bei denen es keine Korrelation zwischen Bitfehlern gibt.in the In contrast, the disadvantage is in decision feedback compensation (DFE) that there is a long processing time and it is not possible fast changes e.g. within a bit period, since the structure has a Feedback control circuit used. For example, the bit error rate of one of a variable Decision circuit output result (or selected output results from a plurality of decision circuits) and one set (or select) appropriate threshold requires according to a control time between a few bits and some one hundred bits. Accordingly, DFE is effective against phasing, but is ineffective against caused by noise or the like Random errors where there is no correlation between bit errors gives.
Man beachte, dass die obige Beschreibung für ein Lichtübertragungssystem gegeben wurde, dass die Beschreibung aber auch für den Fall von allgemeinen verdrahteten oder drahtlosen elektrischen digitalen Signalübertragungssystemen gilt.you Note that the above description has been given for a light transmission system the description but also for the case of common wired or wireless electric digital Signal transmission systems applies.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNGSHORT PRESENTATION THE INVENTION
Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein digitales Übertragungssystem bereitzustellen, das die jeweiligen Nachteile von FEC und DFE kompensiert und sowohl auf durch Rauschen begrenzte Systeme als auch auf durch Phasierung begrenzte Systeme angewandt werden kann und das Qualitätsübertragungen möglich macht, ohne die Übertragungsbitrate zu erhöhen.Accordingly It is an object of the present invention to provide a digital transmission system which compensates for the respective disadvantages of FEC and DFE and noise-limited systems as well as phasing limited systems can be applied and quality transfers makes possible without the transmission bit rate to increase.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist die obige Aufgabe lösbar mit einem digitalen Übertragungssystem mit einer Sendevorrichtung, die Digitaldatensignale sendet, und einer Empfangsvorrichtung, die die über einen Übertragungsweg gesendeten Digitaldatensignale empfängt, sie mit einem vorbestimmten Schwellenwert vergleicht und Entscheidungsreproduktion durchführt, wobei die Empfangsvorrichtung Folgendes aufweist: k (d.h. k·n) Sätze von Entscheidungsschaltungen, die jeweils unterschiedliche Schwellenwerte haben, wobei jeder Satz durch eine Mehrzahl (n) von Entscheidungsschaltungen mit demselben Schwellenwert gebildet wird; Verteilungsschaltungen zum Verteilen von Empfangssignalen auf die Entscheidungsschaltungen; eine Auswahlschaltung zum Auswählen und Ausgeben eines Entscheidungsergebnisses aus den Entscheidungsschaltungen; und eine Steuerschaltung zum Steuern der Auswahlschaltung derart, dass die Eingabe der Entscheidungsergebnisse von jeder Entscheidungsschaltung empfangen wird, ein Satz, in dem die Entscheidungsergebnisse von n Entscheidungsschaltungen dieselben sind, aus allen Sätzen ausgewählt wird, und das Entscheidungsergebnis einer Entscheidungsschaltung aus diesem einen Satz ausgewählt wird.In accordance With the present invention, the above object is solvable with a digital transmission system with a transmitting device that transmits digital data signals, and a receiving device which transmits the digital data signals transmitted over a transmission path receives comparing them to a predetermined threshold and decision reproduction performs, wherein the receiving device comprises: k (i.e., k * n) sets of Decision circuits, each having different thresholds each sentence being represented by a plurality (n) of decision circuits is formed with the same threshold; distribution circuits for distributing received signals to the decision circuits; a selection circuit for selecting and outputting a decision result from the decision circuits; and a control circuit for controlling the selection circuit such that input of decision results from each decision circuit is received, a sentence in which the decision results of n decision circuits are the same, selected from all sets, and the decision result of a decision circuit therefrom selected a sentence becomes.
Außerdem ist die obige Aufgabe lösbar mit einem digitalen Übertragungssystem mit einer Sendevorrichtung, die Digitaldaten-Lichtsignale sendet, und einer Empfangsvorrichtung, die die über einen Lichtübertragungsweg gesendeten Digitaldaten-Lichtsignale empfängt, die Digitaldaten-Lichtsignale in elektrische Signale umwandelt, die elektrischen Signale mit einem vorbestimmten Schwellenwert vergleicht und Entscheidungsreproduktion durchführt, wobei die Empfangsvorrichtung Folgendes aufweist: k (d.h. k n) Sätze von Entscheidungsschaltungen, die jeweils unterschiedliche Schwellenwerte haben, wobei ein Satz durch eine Mehrzahl (n) von Entscheidungsschaltungen mit demselben Schwellenwert gebildet wird; Verteilungsschaltungen, die die elektrischen Signale auf die Entscheidungsschaltungen verteilen; eine Auswahlschaltung, die ein Entscheidungsergebnis aus den Entscheidungsschaltungen auswählt und ausgibt; und eine Steuerschaltung, die die Auswahlschaltung derart steuert, dass die Eingabe der Entscheidungsergebnisse von jeder Entscheidungsschaltung empfangen wird, ein Satz, in dem die Entscheidungsergebnisse von n Entscheidungsschaltungen dieselben sind, aus allen Sätzen ausgewählt wird, und das Entscheidungsergebnis einer Entscheidungsschaltung aus diesem einen Satz ausgewählt wird.Besides that is the above task solvable with a digital transmission system with a transmitting device that transmits digital data light signals, and a receiving device, which via a light transmission path transmitted digital data light signals receives the digital data light signals converted into electrical signals, the electrical signals with a compares predetermined threshold and performs decision reproduction, wherein the receiving device comprises: k (i.e., k n) sets of Decision circuits, each having different thresholds, wherein one set is determined by a plurality (n) of decision circuits is formed with the same threshold; Distribution circuits distributing the electrical signals to the decision circuits; a selection circuit, which is a decision result from the decision circuits selects and spend; and a control circuit that controls the selection circuit such controls that the input of the decision results of each decision circuit is received, a sentence in which the Decision results of n decision circuits the same are, from all sentences selected and the decision result of a decision circuit selected from this one sentence becomes.
Außerdem ist die obige Aufgabe lösbar mit einem digitalen Übertragungssystem mit einer Sendevorrichtung, die Digitaldaten-Lichtsignale sendet, und einer Empfangsvorrichtung, die die über einen Lichtübertragungsweg gesendeten Digitaldaten-Lichtsignale empfängt, die Digitaldaten-Lichtsignale in elektrische Signale umwandelt, die elektrischen Signale mit einem vorbestimmten Schwellenwert vergleicht und Entscheidungsreproduktion durchführt, wobei die Empfangsvorrichtung Folgendes aufweist: k (d.h. k·n) Sätze von Entscheidungsschaltungen, die jeweils unterschiedliche Schwellenwerte haben, wobei ein Satz durch eine Mehrzahl (n) von Entscheidungsschaltungen mit demselben Schwellenwert gebildet wird; eine Lichtverteilungsschaltung, die die Digitaldaten-Lichtsignale auf n Reihen verteilt; n Reihen von Fotodetektoren, die die auf die n Reihen verteilten Lichtsignale empfangen; Lichtverstärker, die Lichtsignale mindestens einer der Lichtverteilungsschaltungen und der Fotodetektoren verstärken, die stromaufwärts der Lichtverstärker liegen; n Reihen von Verteilungsschaltungen, die die aus den n Reihen von Fotodetektoren ausgegebenen elektrischen Signale auf die k Sätze von Entscheidungsschaltungen verteilen, die jeweils einen unterschiedlichen Schwellenwert haben; eine Auswahlschaltung, die ein Entscheidungsergebnis aus den Entscheidungsschaltungen auswählt und ausgibt; und eine Steuerschaltung, die die Auswahlschaltung derart steuert, dass die Eingabe der Entscheidungsergebnisse von jeder Entscheidungsschaltung empfangen wird, ein Satz, in dem die Entscheidungsergebnisse von n Entscheidungsschaltungen dieselben sind, aus allen Sätzen ausgewählt wird, und das Entscheidungsergebnis einer Entscheidungsschaltung aus diesem einen Satz ausgewählt wird.In addition, the above object is solvable with a digital transmission system having a transmitting device that transmits digital data light signals and a receiving device that receives the digital data light signals transmitted via a light transmission path, converts the digital data light signals into electrical signals, and the electrical signals at a predetermined one Comparing threshold and performing decision reproduction, the receiving device having consequences of: k (ie, k * n) sets of decision circuits each having different thresholds, wherein a set is formed by a plurality (n) of decision circuits having the same threshold; a light distribution circuit that distributes the digital data light signals to n rows; n rows of photodetectors which receive the light signals distributed on the n rows; Light amplifiers that amplify light signals of at least one of the light distribution circuits and the photodetectors that are upstream of the light amplifiers; n rows of distribution circuits that distribute the electrical signals output from the n rows of photodetectors to the k sets of decision circuits each having a different threshold; a selection circuit that selects and outputs a decision result from the decision circuits; and a control circuit that controls the selection circuit to receive the input of the decision results from each decision circuit, selects a sentence in which the decision results of n decision circuits are the same from all sets, and selects the decision result of a decision circuit from that one sentence becomes.
Durch Verwendung eines Systems wie diesem kann wirksame Fehlerkontrolle durchgeführt werden, ohne die Bitrate des Übertragungssignals zu erhöhen. Weiterhin, da eine Struktur verwendet wird, bei der ein Schwellenwert ausgewählt wird, der eine niedrige Fehlerrate ergibt, kann wirksame Fehlerkontrolle durch fortlaufendes Auswählen eines optimalen Schwellenwerts auch für Verschlechterung von Phasierung und dergleichen durchgeführt werden. Und da unter Verwendung einer Vorwärtsführungsstruktur für jedes Bit sofort ein Schwellenwert ausgewählt werden kann, kann wirksame Fehlerkontrolle von Augenblick zu Augenblick, in dem ein Signal empfangen wird, durchgeführt werden, und es kann auch wirksam auf Zufallsfehler reagiert werden, bei denen es keine Korrelation zwischen Bits gibt. Außerdem kann wirksame Fehlerkontrolle für durch Rauschen des Übertragungsweges oder Zwischenverstärkers verursachte Signalfehler durchgeführt werden.By Using a system like this can be effective for error control be performed, without the bitrate of the transmission signal to increase. Furthermore, since a structure is used where a threshold selected Being a low error rate can provide effective error control by continuous selection an optimal threshold even for deterioration of phasing and the like become. And there using a forward routing structure for each Bit immediately a threshold can be selected, can be effective Error control from moment to moment, in which a signal is received, performed and it can also effectively respond to random errors, where there is no correlation between bits. It can also be effective Error control for by noise of the transmission path or repeater caused signal errors are performed.
Selbstverständlich beschränken die in den Ansprüchen angefügten Bezugszeichen die Interpretation der Ansprüche nicht.Of course the limit in the claims appended Reference not the interpretation of the claims.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENSHORT DESCRIPTION THE DRAWINGS
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION THE PREFERRED EMBODIMENTS
Die folgenden Ausführungsformen beschränken die Interpretation der Ansprüche bezüglich der vorliegenden Erfindung nicht, und die Kombination aller in den Ausführungsformen erläuterten Merkmale ist nicht immer ein unverzichtbares Mittel zur Lösung des Problems.The following embodiments restrict the interpretation of the claims in terms of of the present invention, and the combination of all in the embodiments explained features is not always an indispensable means of solving the problem.
Es wird nun eine detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der Skizzen gegeben.It Now, a detailed description of the embodiments of the present invention will be given Invention given with reference to the drawings.
(Erste Ausführungsform)First Embodiment
In
In
der vorliegenden Ausführungsform
werden Signale, bei denen Verschlechterung des Verhältnisses
von Signal zu Rauschen (S/N) auf dem Lichtübertragungsweg und Signalformverschlechterung
wie z.B. Phasierung aufgetreten sind, in die jeweilige Entscheidungsschaltung
eingegeben, und das Rauschen in jeder Entscheidungsschaltung wird weiterhin
unabhängig
von jeder anderen addiert. Dementsprechend werden in jeder Entscheidungsschaltung
als Folge der Rauschaddition Sätze,
in denen die n Entscheidungsergebnisse für denselben Schwellenwert alle
denselben Wert (1 oder 0) zeigen, und Sätze, in denen einige der n
Entscheidungsergebnisse unterschiedliche Werte zeigen, erzeugt.
Die Steuerschaltung
Ein
Beispiel für
die Konsenslogik der Steuerschaltung
Bitfehler können auch bei der oben beschriebenen Konsenslogik auftreten, in Fällen wie z.B.: (1) eine Ausgabe erfolgt auch dann, wenn es keinen Satz gibt, bei dem die n Entscheidungsergebnisse alle denselben Wert für k Sätze von Entscheidungsschaltungen zeigen; und (2) jede Entscheidungsschaltung ist auf genau dieselbe Weise im Irrtum. Wird hier der Bitratenfehler im optimalen festen Schwellenwert als p genommen und werden die Bitratenfehler für k Arten von unterschiedlichen Schwellenwerten als p1, p2, ... und pk genommen, ist die Zahl für (1) oben gleich nk, und die Wahrscheinlichkeiten aller sind p1·p2·pk. Die Wahrscheinlichkeiten für (2) werden für jeden Schwellenwert unter Verwendung des Bitratenfehlers pj dieses Schwellenwerts als (pj) ausgedrückt. Dementsprechend kann die Wahrscheinlichkeit Pe, dass ein Fehler stromabwärts übertragen wird, gezeigt werden durch:Bit errors can also occur in the consensus logic described above, in cases such as: (1) an output occurs even when there is no sentence in which the n decision results all show the same value for k sets of decision circuits; and (2) each decision circuit is in error in exactly the same way. Here, assuming the bit rate error in the optimal fixed threshold as p and taking the bit rate errors for k types of different thresholds as p 1 , p 2 , ... and p k , the number for (1) above equals n k , and Probabilities of all are p 1 · p 2 · p k . The probabilities for (2) are expressed as (p j ) for each threshold using the bit rate error p j of this threshold. Accordingly, the probability Pe that a fault is transmitted downstream can be shown by:
Ist
zum Beispiel n = k = 2, und wird angenommen, dass p1 =
p2 = 5p ist, dann gilt: Pe = 150 p2. Ist p = 10–6,
gilt dementsprechend Pe = 1,5·10–10,
und man kann erkennen, dass es eine zufriedenstellende Fehlerraten-Verbesserungswirkung
gibt. Das Ergebnis einer Abschätzung
dieser Fehlerraten-Verbesserungswirkung ist in
Und zwar ist die Empfangsvorrichtung der vorliegenden Erfindung mit Folgendem versehen: Entscheidungsschaltungen, die eine Eingabe von Empfangssignalen empfangen, unter Verwendung einer Mehrzahl von Schwellenwerten eine Entscheidung über die jeweiligen Empfangssignale treffen und die Entscheidungsergebnisse ausgeben; und einer Auswahlschaltung, die auf Basis der von der Entscheidungsschaltung ausgegebenen Entscheidungsergebnisse ein Entscheidungsergebnis aus einem Schwellenwert unter den Entscheidungsergebnissen aus der Mehrzahl von Schwellenwerten auswählt und das ausgewählte Entscheidungsergebnis ausgibt. Durch Verwendung einer Struktur wie dieser kann die Fehlerrate ohne redundanten Code, wie z.B. bei FEC verwendet, gesenkt werden. Außerdem ist es durch Verwendung dieser Struktur möglich, auf Basis von in einem bestimmten Zeitpunkt empfangenen Signalen Schwellenwerte passend zu steuern (auszuwählen), um jene Bits selbst in jenem bestimmten Zeitpunkt zu identifizieren (auf einer Bit-für-Bit-Basis), ohne eine Rückführungsregelung wie z.B. DFE zu verwenden, die in der konventionellen Technik beschrieben wurde.And Although the receiving device of the present invention with Provided as follows: decision circuits which are input of received signals receive, using a plurality of thresholds Decision over the respective received signals and the decision results output; and a selection circuit based on that of the Decision circuit issued decision results Decision result from a threshold among the decision results from the plurality of thresholds and outputs the selected decision result. By using a structure like this, the error rate can be zero redundant code, e.g. used at FEC, lowered. Besides, it is possible by using this structure, based on in one certain time received signals thresholds appropriate to control (to select) to identify those bits even at that particular time (on a bit-by-bit basis), without a return policy like e.g. DFE to use, which described in the conventional technique has been.
Weiterhin trifft bei der Empfangsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Auswahlschaltung für jedes Bit oder jeden Code, das bzw. der in den Empfangssignalen enthalten ist, jedes Mal eine neue Auswahl, welches Entscheidungsergebnis aus welchem Schwellenwert zu verwenden ist. Unter Verwendung einer Struktur wie dieser kann sofort auf Änderungen in Bedingungen aufgrund von Signalen, die von einer Sendevorrichtungsseite gesendet werden, oder auf Faktoren auf dem Übertragungsweg reagiert werden.Farther applies to the receiving device according to the present embodiment the selection circuit for every bit or every code in the received signals is included, each time a new selection, which decision result which threshold to use. Using a Structure like this can be immediately due to changes in conditions of signals sent from a sender side, or factors on the transmission path be reacted.
(Zweite Ausführungsform)Second Embodiment
In
Das
Entscheidungsergebnis jeder Entscheidungsschaltung wird dann in
eine Steuerschaltung
In der vorliegenden Ausführungsform werden Signale, die durch n Reihen Lichtverstärker und Fotodetektoren hindurchgegangen sind, in n Entscheidungsschaltungen jedes Satzes mit demselben Schwellenwert eingegeben, und einschließlich des unabhängigen Rauschens von jedem und dem Rauschen der Entscheidungsschaltungen ist es möglich, unter Verwendung derselben "Konsenslogik" wie in der ersten Ausführungsform ein einzelnes Entscheidungsergebnis auszuwählen.In the present embodiment be signals that passed through n rows of light amplifiers and photodetectors are, in n decision circuits of each set with the same threshold entered, and inclusive of the independent Noise from each and the noise of the decision circuits is it possible under Using the same "consensus logic" as in the first embodiment to select a single decision result.
Man beachte, dass die Bitfehlerraten-Kenngrößen der Lichtsignale im Wesentlichen durch das S/N-Verhältnis vor der Eingabe in die Empfangsvorrichtung (den Lichtverstärker) bestimmt werden, und es ist bekannt, dass es fast keine Auswirkung auf die Bitfehlerraten-Kenngrößen gibt, selbst wenn es Verlust aus der Zahl von Aufspaltungen gibt, sobald die Signale verstärkt worden sind (Ishio et al., Optical Amplifiers and Their Applications (Ohmsha, Ltd.)). Im Gegensatz dazu ist es bei Lichtübertragungssystemen bekannt, dass Rauschen des Lichtverstärkers und Fotodetektors vorherrschend ist. Dementsprechend kann die Struktur der vorliegenden Ausführungsform, in der das Rauschen des Lichtverstärkers und Fotodetektors als unabhängige Phänomene behandelt werden können, auch auf Qualitätsübertragungen in nicht zwischenverstärkten Langstrecken-Übertragungssystemen angewandt werden.you Note that the bit error rate characteristics of the light signals are substantially through the S / N ratio before entering the receiving device (the light amplifier) and it is known that there is almost no effect on the bit error rate characteristics, even if there is loss from the number of splits, as soon as amplifies the signals (Ishio et al., Optical Amplifiers and Their Applications (Ohmsha, Ltd.)). In contrast, it is in light transmission systems Known that noise of the light amplifier and photodetector predominant is. Accordingly, the structure of the present embodiment, in which the noise of the light amplifier and photodetector as independent phenomena can be treated also on quality transfers in not reinforced Long-distance transmission systems be applied.
(Dritte Ausführungsform)Third Embodiment
In
In der vorliegenden Ausführungsform werden elektrische Signale, die durch Addieren des Rauschens der Fotodetektoren zu Lichtsignalen mit unterschiedlichen Lichtfre quenzen erhalten werden, in zwei Entscheidungsschaltungen mit demselben Schwellenwert eingegeben, und auf dieselbe Weise wie in der zweiten Ausführungsform, einschließlich des unabhängigen Rauschens von jedem und dem Rauschen der Entscheidungsschaltungen, ist es möglich, unter Verwendung derselben "Konsenslogik" wie in der ersten Ausführungsform ein einzelnes Entscheidungsergebnis auszuwählen.In the present embodiment be electrical signals by adding the noise of the Photodetectors to light signals with different Lichtfre frequencies are obtained in two decision circuits with the same threshold entered, and in the same manner as in the second embodiment, including the independent Noise from each and the noise of the decision circuits, Is it possible, using the same "consensus logic" as in the first one embodiment to select a single decision result.
(Vierte Ausführungsform)Fourth Embodiment
In
Ein
Lichtfilter
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Lichtrauschen jeder der zwei Frequenzkomponenten unabhängig von anderem, und die vorliegende Ausführungsform macht von dem Umstand Gebrauch, dass das von allen Lichtzwischenverstärkern (Verstärkern) auf dem Lichtübertragungsweg empfangene Rauschen unkorreliertes Zufallsrauschen zwischen Frequenzkomponenten wird. Als Folge können sogar durch Rauschen aus Lichtzwischenverstärkern verursachte Bitfehler verbessert werden, indem Lichtsignale entsprechend den zwei Frequenzkomponenten unter Verwendung von Entscheidungsschaltungen mit unterschiedlichen Schwellenwerten bestimmt werden und unter Verwendung von "Konsenslogik" eines ausgewählt wird.In the present embodiment the light noise of each of the two frequency components is independent of another, and the present embodiment makes the circumstance Use that of all the light amplifiers (amplifiers) on the light transmission path received noise uncorrelated random noise between frequency components becomes. As a result, can even bit errors caused by noise from light repeaters be improved by light signals corresponding to the two frequency components using decision circuits with different ones Thresholds are determined and selected using "consensus logic".
(Fünfte Ausführungsform)Fifth Embodiment
Bei
der Sendevorrichtung der fünften
Ausführungsform
wird eine Struktur verwendet, bei der aus der Zwei-Moden-Impulsgeneratorschaltung
(Sechste Ausführungsform)Sixth Embodiment
Die
Bipolarisationsmoden-Lichtgeneratorschaltung
Man beachte, dass Polarisationsmodendispersion (PMD), polarisationsabhängiger Verlust (PDL) und dergleichen als Fälle von Signalformverschlechterung gegeben sein können, die von der Polarisation abhängen, bei der Struktur der vorliegenden Ausführungsform können aber jene Empfangskenngrößen verbessert werden, die durch Signalformverschlechterung und dergleichen beeinflusst werden, die von der Polarisation abhängen.you note that Polarization Mode Dispersion (PMD), Polarization Dependent Loss (PDL) and the like as cases may be due to signal degradation caused by the polarization depend, however, in the structure of the present embodiment improves those reception characteristics which are affected by waveform degradation and the like, which depend on the polarization.
(Siebte Ausführungsform)Seventh Embodiment
In
Der
Lichtseitenbandteiler
(Achte Ausführungsform)(Eighth Embodiment)
In
Wird
zum Beispiel, wie in
Wird
im Gegensatz dazu ein Empfangssignal logisch 1 in eine Entscheidungsschaltung
eingegeben, gibt es wegen Rauschaddition eine hohe Wahrscheinlichkeit,
dass entweder die zwei Entscheidungsergebnisse beide logisch 1 sind
oder dass ein Entscheidungsergebnis logisch 1 ist. Wenn mindestens
ein Entscheidungsergebnis logisch 0 ist, wird dementsprechend ermittelt,
dass die Empfangssignale ein Signal logisch 1 ist, und die Ausgabe
des Festspannungsgenerators
Die
obige Ermittlung durch die Steuerschaltung
Weiterhin
wird in der vorliegenden Ausführungsform
ein Beispiel beschrieben, bei dem der Festspannungsgenerator
(Neunte Ausführungsform)Ninth Embodiment
In
Wird
zum Beispiel, wie in
Wird
jedoch ein Empfangssignal für
logisch 1 in die Entscheidungsschaltung
Man
beachte, dass die obige Ermittlung durch die Steuerschaltung
(Zehnte Ausführungsform)Tenth Embodiment
In
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Licht von einer Mehrzahl von Übertragungswegen jeweils unabhängig, und die vorliegende Erfindung macht von dem Umstand Gebrauch, dass das von allen Lichtzwischenverstärkern auf dem Lichtübertragungsweg empfangene Rauschen unkorreliertes Zufallsrauschen zwischen Übertragungswegen wird. Als Folge können sogar durch Rauschen aus Lichtzwischenverstärkern verursachte Bitfehler korrigiert werden, indem Lichtsignale entsprechend den zwei Übertragungswegen unter Verwendung von Entscheidungsschaltungen mit unterschiedlichen Schwellenwerten bestimmt werden und unter Verwendung von "Konsenslogik" eines ausgewählt wird.In the present embodiment the light is independent of a plurality of transmission paths, and the present invention makes use of the fact that the from all the light amplifiers on the light transmission path received noise uncorrelated random noise between transmission paths becomes. As a result, can even bit errors caused by noise from light repeaters be corrected by light signals corresponding to the two transmission paths using decision circuits with different thresholds be determined and selected using "consensus logic".
Man beachte, dass die in den Ausführungsformen fünf und sechs beschriebene Struktur auch für die Struktur der Entscheidungsschaltungen und deren Auswahllogik verwendet werden kann.you Note that in the embodiments five and also described structure for the structure of the decision circuits and their selection logic can be used.
Das Obige ist eine detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung anhand von Zeichnungen, die spezielle Struktur der vorliegenden Erfindung wird durch die obigen Ausführungsformen aber nicht beschränkt, und verschiedene Gestaltungen und dergleichen können ebenfalls in Betracht gezogen werden, insoweit wie sie nicht vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abweichen.The The above is a detailed description of the present invention based on drawings, the specific structure of the present Invention is not limited by the above embodiments, and various configurations and the like may also be considered insofar as they are not within the scope of protection of the present Deviate invention.
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